(57)【要約】【課題】主観的な輝度の低下を抑制して画質劣化を防ぎつつ、効率的良く消費電力を低減することができる画像処理装置、表示装置、プログラムおよび画像処理方法を提供する。【解決手段】入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度Ｃｒｅと、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度Ｂｒｅと、入力画像の輝度の平均値と変換パラメータとに応じて変換された変換注目輝度Ｃｔａおよび変換周辺輝度Ｂｔａとから、注目対象となる画素の輝度が変換前の輝度と比べてどの程度が下がったかと観察者が主観的に感じるかを表す輝度主観値Ｅを算出し、輝度主観値が最適となるような変換パラメータと輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う。【選択図】        図２
2010079064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出する注目輝度抽出部と、
入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出する周辺輝度抽出部と、
入力画像の輝度の平均値を算出する平均輝度算出部と、
外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成する変換輝度生成部と、
前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出する輝度主観値算出部と、
前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力する輝度主観値判定部と、
前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う画像変換部と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記注目輝度を全階調で処理していない場合には、前記注目輝度抽出部に処理を移行させる第１ループ処理部を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記周辺輝度を全階調で処理していない場合には、前記周辺輝度抽出部に処理を移行させる第２ループ処理部を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記注目輝度抽出部は、輝度の分散値を前記輝度の平均値に加算したものを前記注目輝度値として抽出し、
前記周辺輝度抽出部は、輝度の分散値を前記輝度の平均値から減算したものを前記周辺輝度値として抽出し、
前記画像変換部は、前記輝度の分散値を加味して入力画像の全画素に対して画素値変換を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
入力画像の画素値変換を行う請求項１ないし４のいずれか一記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置により画素値変換された画像を表示する画像出力部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
コンピュータを、
入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出する注目輝度抽出部と、
入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出する周辺輝度抽出部と、
入力画像の輝度の平均値を算出する平均輝度算出部と、
外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成する変換輝度生成部と、
前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出する輝度主観値算出部と、
前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力する輝度主観値判定部と、
前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う画像変換部と、
として実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、制御部と記憶部を備え、前記制御部において実行される、
注目輝度抽出部が、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出するステップと、
周辺輝度抽出部が、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出するステップと、
平均輝度算出部が、入力画像の輝度の平均値を算出するステップと、
変換輝度生成部が、外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成するステップと、
輝度主観値算出部が、前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出するステップと、
輝度主観値判定部が、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力するステップと、
画像変換部が、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行うステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、表示装置、プログラムおよび画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光ダイオード（Organic  light-emitting  diode：ＯＬＥＤ）を用いたディスプレイが、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代わる次世代のディスプレイとして注目されている。このようなＯＬＥＤを用いたディスプレイは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに比べて薄型化が図れることから、携帯電話や携帯音楽プレイヤーなどの小型電子機器の表示装置として利用されつつある。また、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、プラズマディスプレイと同様に自発光であることから、高いコントラストを得ることができる。
【０００３】
ところで、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、環境輝度が明るいと、画面の視認性が極めて低下する。ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、このような場合に視認性を高めるために、画面輝度を上げる必要がある。特に、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、まだ発展途上であるため、発光効率の高い製品を作りにくい。充分な輝度で表示できない場合、視認性の低下などが起こり、主観的な画質が低下してしまう。
【０００４】
ところが、一般的にＯＬＥＤやプラズマディスプレイのような自発光型のディスプレイの消費電力は、画面内に存在する各画素の輝度の総和に比例する。すなわち、このようなディスプレイでは、画面輝度を上げると、消費電力が増加することになる。
【０００５】
そこで、特許文献１においては、消費電力の増加を伴わずに、画面の視認性を高めるようにした技術が開示されている。特許文献１によれば、事前に設定した再配分条件を満たす画素を検出する再配分画素検出部と、再配分対象に検出された画素の階調値の一部を周辺画素に再配分する階調値再配分部とを有し、コントラスト差の拡大を階調値の再配分により実現し、消費電力の増加を伴わないようにしている。より詳細には、特許文献１に記載の「再配分」は、下記に示すようになる。
・輝度を下げられる対象の画素が１個に特定される
・輝度を上げられる対象は、その周辺にある画素
【０００６】
すなわち、特許文献１によれば、階調値の再配分による輝度の上げ下げの対象画素を特定していることにより、視認性を向上させることは可能となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−５８８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、必ずしも観察者の主観的な明るさ（輝度）の低下を抑制するものではないため、これに起因する画質劣化の対策となっていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、主観的な輝度の低下を抑制して画質劣化を防ぎつつ、効率良く消費電力を低減することができる画像処理装置、表示装置、プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出する注目輝度抽出部と、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出する周辺輝度抽出部と、入力画像の輝度の平均値を算出する平均輝度算出部と、外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成する変換輝度生成部と、前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出する輝度主観値算出部と、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力する輝度主観値判定部と、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う画像変換部と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の表示装置は、入力画像の画素値変換を行う請求項１ないし５のいずれか一記載の画像処理装置と、前記画像処理装置により画素値変換された画像を表示する画像出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプログラムは、コンピュータを、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出する注目輝度抽出部と、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出する周辺輝度抽出部と、入力画像の輝度の平均値を算出する平均輝度算出部と、外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成する変換輝度生成部と、前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出する輝度主観値算出部と、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力する輝度主観値判定部と、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う画像変換部と、として実行させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像処理方法は、画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、制御部と記憶部を備え、前記制御部において実行される、注目輝度抽出部が、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度を抽出するステップと、周辺輝度抽出部が、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度を抽出するステップと、平均輝度算出部が、入力画像の輝度の平均値を算出するステップと、変換輝度生成部が、外部から入力される変換パラメータと前記輝度の平均値とに応じて、前記注目輝度および前記周辺輝度をそれぞれ変換して、変換注目輝度および変換周辺輝度を生成するステップと、輝度主観値算出部が、前記注目輝度と前記周辺輝度と前記変換注目輝度と前記変換周辺輝度とから輝度主観値を算出するステップと、輝度主観値判定部が、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータを判定して出力するステップと、画像変換部が、前記輝度主観値が大きくなるような前記変換パラメータと前記輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、主観的な輝度の低下を抑制して画質劣化を防ぎつつ、効率良く消費電力を低減することができる画像処理装置、表示装置、プログラムおよび画像処理方法を提供することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、本発明にかかる画像処理装置、表示装置、プログラムおよび画像処理方法の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。本実施の形態は表示装置として携帯電話や携帯音楽プレイヤーなどの携帯端末を適用した例である。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、携帯端末２００は、入力画像の画素値変換を行う画像処理部１０１と、画像出力部１０２とで構成される表示装置１００を備えている。
【００１８】
画像出力部１０２は、有機発光ダイオード（Organic  light-emitting  diode：ＯＬＥＤ）を用いたディスプレイであり、画像処理部１０１により画素値変換された画像を表示する。
【００１９】
画像処理部１０１は、ＡＳＩＣやＣＰＵ等の処理装置、画像処理部１０１の動作を制御する所定のプログラムが格納されたＲＯＭや当該処理装置のワーク領域となるＲＡＭ等の記憶装置を備えており、当該処理装置と記憶装置に格納されたプログラムとの協働により、図２に示すように、注目輝度抽出部２と、周辺輝度抽出部３と、平均輝度算出部４と、変換輝度値生成部５と、輝度主観値算出部６と、第１ループ処理部７と、第２ループ処理部８と、輝度主観値判定部９と、画像変換部１０との各機能部を実現するものとする。詳細は、後述する。
【００２０】
本実施の形態の画像処理部１０１は、「注目対象の画素の輝度はその周辺の画素の輝度に影響を受ける」という、Bartlson-Breneman  effect  として知られる効果を用いて、輝度を調整するものである。すなわち、本実施の形態においては、注目対象となっている画素の輝度だけではなく、その周囲の画素の輝度も操作する。具体的には、注目対象の画素の輝度、その周辺の画素の輝度、注目対象画素の変化後の輝度、その周辺画素の変化後の輝度、主観的な明るさ、をパラメータとして持つ関係式から、注目対象とその周辺の輝度を適切な変化をさせる、ものである。
【００２１】
注目輝度抽出部２は、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度（以下、注目輝度）を抽出して変換輝度値生成部５に出力する。なお、注目輝度抽出部２は、処理回数ごとに、対象となる画素（注目画素）の位置を隣接した位置に更新する。
【００２２】
周辺輝度抽出部３は、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度（以下、周辺輝度）を抽出して変換輝度値生成部５に出力する。なお、周辺輝度抽出部３は、処理回数ごとに、対象となる画素（周辺画素）の位置を隣接した位置に更新する。なお、「周辺輝度」は、本来は観察者と観察対象をとりまく周囲環境の輝度として扱われるが、この技術では周囲の画素の輝度として近似する。
【００２３】
平均輝度算出部４は、入力画像からヒストグラムを生成して輝度の平均値を算出し、変換輝度生成部５に出力する。
【００２４】
変換輝度生成部５は、注目輝度抽出部２から与えられる注目輝度と、周辺輝度抽出部３から与えられる周辺輝度と、平均輝度算出部４で算出した輝度の平均値と、後述する主観輝度判定部９から与えられる制御信号とから、変換注目輝度と変換周辺輝度とを生成して、輝度主観値算出部６に出力する。
【００２５】
輝度主観値算出部６は、変換輝度生成部５から与えられる変換注目輝度と変換周辺輝度とから、Bartleson  Breneman  effectを考慮した注目画素の輝度主観値を算出する。輝度主観値は、注目対象となる画素の輝度が変換前の輝度と比べてどの程度下がったかと観察者が主観的に感じるかを表す。
【００２６】
第１ループ処理部７は、注目輝度を全階調で処理したか否かを判定する。第１ループ処理部７は、注目輝度を全階調で処理している場合には、第２ループ処理部８へ処理を移行する。第１ループ処理部７は、注目輝度を全階調で処理していない場合には、注目輝度抽出部２に処理を移行する。
【００２７】
第２ループ処理部８は、周辺輝度を全階調で処理したか否かを判定する。第２ループ処理部８は、周辺輝度を全階調で処理している場合には、輝度主観値判定部９へと処理を移行する。第２ループ処理部８は、周辺輝度を全階調で処理していない場合には、周辺輝度抽出部３に処理を移行する。
【００２８】
輝度主観値判定部９は、輝度主観値算出部６から与えられた輝度主観値の総和を制御信号の候補ごとに保持し、全ての制御信号で処理を終えたか否かを判定する。輝度主観値判定部９は、全ての制御信号での処理が終わっている場合に、全ての制御信号の中で最も輝度主観値の総和が小さいものを出力する。一方、輝度主観値判定部９は、全ての制御信号での処理が終わっていない場合に、次の制御信号候補に制御信号を更新し、変換輝度生成部５に処理を移行する。
【００２９】
画像変換部１０は、入力画像と輝度主観値判定部９から与えられた制御信号とから出力画像を生成して出力する。
【００３０】
次に、画像処理部１０１を構成する各部の処理動作について詳述する。
【００３１】
まず、注目輝度抽出部２について説明する。図３は、注目輝度抽出部２における処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、注目輝度抽出部２は、まず、実行回数に応じて入力画像の画素位置を更新する（ステップＳ１）。これにより、注目輝度抽出部２は、処理回数ごとに、対象となる画素（注目画素）の位置を隣接した位置に更新することができる。次いで、注目輝度抽出部２は、対象となる画素値を輝度値に変換して（ステップＳ２）、変換輝度生成部５に出力する（ステップＳ２）。
【００３２】
次に、周辺輝度抽出部３について説明する。図４は、周辺輝度抽出部３における処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、周辺輝度抽出部３は、まず、実行回数に応じて入力画像の画素位置を更新する（ステップＳ１１）。これにより、周辺輝度抽出部３は、処理回数ごとに、対象となる画素（周辺画素）の位置を隣接した位置に更新することができる。次いで、周辺輝度抽出部３は、対象となる画素値を輝度値に変換して（ステップＳ１２）、変換輝度生成部５に出力する（ステップＳ１３）。
【００３３】
次に、平均輝度算出部４について説明する。図５は、平均輝度算出部４における処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、平均輝度算出部４は、画素位置を初期化した後（ステップＳ２１）、入力画像の所定の画素位置の輝度ｇの合計を表す“g＿sum”に加算し（ステップＳ２２）、ヒストグラムを生成（更新）する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２〜Ｓ２３の処理は画素位置を更新して実行され、全ての画素についてステップＳ２２〜Ｓ２３の処理を行うと（ステップＳ２４のＹｅｓ）、輝度ｇの合計を表す“g＿sum”を全画素数で割ることにより輝度ｇの平均値を算出し（ステップＳ２５）、変換輝度生成部５に出力する（ステップＳ２６）。
【００３４】
次に、変換輝度生成部５について説明する。変換輝度生成部５は、基本的には、注目輝度抽出部２から与えられる注目輝度値と、周辺輝度抽出部３から与えられる周辺輝度値と、平均輝度算出部４で算出した輝度の平均値とから、変換注目輝度と変換周辺輝度とを生成して、輝度主観値算出部６に出力する。より詳細には、変換輝度生成部５は、下記に示す式１により、変換注目輝度および変換周辺輝度を算出する。
【数１】
2010079064.tif 000003
【００３５】
ただし、式１においては、ｄは許容された消費電力によって決まる定数、ａｖｅは平均輝度算出部４で算出した輝度の平均値、ｇ（ａ）は入力された輝度とする。
【００３６】
例えば、変換注目輝度f（ａ）は、注目輝度抽出部２から与えられる注目輝度値をg（ａ）、制御信号ｘをrateとして計算される。同様に、変換周辺輝度f（ａ）は、周辺輝度抽出部３から与えられる周辺輝度値をg（ａ）、制御信号ｘをrateとして計算される。
【００３７】
輝度主観値算出部６は、下記に示す式２により、Bartleson  Breneman  effectを考慮した注目画素の輝度主観値（変換前の輝度と比べてどの程度が下がったかと観察者が主観的に感じるか）を算出する。この輝度主観値が高くなるように処理することによって、画質劣化を防ぐことができる。
【数２】
2010079064.tif 000004
【００３８】
ただし、Ｂｒｅは周辺輝度値、Ｃｒｅは注目輝度値、Ｂｔａは変換周辺輝度値、Ｃｔａは変換注目輝度値である。
【００３９】
式２は、Bodmann  Model（H.W.Bodmann,P.Haubner  and  A.M.Marsden,Proc.CIE  19th  Session.  CIE  Publ.  No.50,99（1980））に基づく主観評価実験を行って得たものである。
明るさ知覚＝ａ＊（輝度）０．３１−（ｂ＋ｃ＊（周辺輝度）０．３１）
ａ，ｂ，ｃは定数
【００４０】
主観評価実験は、具体的には、以下に示すような実験である。図６は、この主観評価実験に用いた画像である。図６における左側の四角パッチ５１に対して、図６における右側の四角パッチ５２の輝度がどう見えるかを回答するタスクである。図６における左側が変換前、図６における右側が変換後に相当する。主観値は下にあるスライダーバー５３で入力する。中央のゼロが「わからない」、右側に行くほど明るく、左側に行くほど暗い。認知限は±０．５以内、許容限は±１．５以内となっている。変換前の注目輝度、変換後の注目輝度、変換前の周辺輝度、変換後の周辺輝度をそれぞれランダムで生成し、タスクを繰り返す。このようにして得られたデータは、下記に示す表１である。この実験の結果を回帰分析することによって得られた近似式が式２である。
【表１】
2010079064.tif 000005
【００４１】
次に、輝度主観値判定部９について説明する。輝度主観値判定部９は、輝度主観値が最適となるような変換を探索する。すなわち、輝度主観値判定部９は、下記に示す式３により、制御信号ｘごとの輝度主観値Ｅの合計を表すE＿sumの計算を行い、E＿sumが最大となる変換パラメータであるか否かを判定する。
【数３】
2010079064.tif 000006
【００４２】
式３において、ｉは注目輝度の画素値、ｊは周辺輝度の画素値、ｈは画素値によって決まる重みであり、ヒストグラムにおける画素値の画素数と画素値の輝度が乗算された値である。なお、重みｈに関しては、明るいものほど誘目性が高いという特性を用いている（田中昭二，井上正之，井上誠喜，中津良平，“誘目性に寄与する物理特徴量を基にした画像注目領域の抽出”，映像情報メディア学会誌，vol52，No6，pp.881-890，（1998））。
【００４３】
図７は、輝度主観値判定部９における処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、輝度主観値算出部６で算出された輝度主観値Ｅがこれまで最も大きい輝度主観値Ｅ＿bestよりも大きい場合には（ステップＳ３１のＹｅｓ）、Ｅ＿bestを輝度主観値Ｅで更新した後（ステップＳ３２）、階調をループしたか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００４４】
一方、輝度主観値算出部６で算出された輝度主観値Ｅがこれまで最も大きい輝度主観値Ｅ＿bestよりも大きくない場合には（ステップＳ３１のＮｏ）、そのままステップＳ３３に進む。
【００４５】
制御信号ｘが変換許容値以内でない場合には（ステップＳ３３のＮｏ）、制御信号ｘにあらかじめ設定された更新幅を加算し、処理を変換輝度生成部５に戻して終了する（ステップＳ３４）。
【００４６】
制御信号ｘが変換許容値以内である場合には（ステップＳ３３のＹｅｓ）、制御信号ｘを画像変換部１０に出力して処理を終了する（ステップＳ３５）。
【００４７】
このようにして輝度主観値判定部９は、制御信号ｘごとの輝度主観値Ｅの合計を表すE＿sumが最大となる制御信号ｘ（変換パラメータrate）を、画像変換部１０へ出力する。
【００４８】
また、輝度主観値判定部９は、輝度主観値Ｅが最適値でないと判定した場合には、再計算のために、変換輝度生成部５の変換パラメータrateを更新する。
【００４９】
次に、画像変換部１０について説明する。画像変換部１０は、輝度主観値判定部９から入力された制御信号ｘを変換パラメータrateとし、入力画像の全画素に対して以下の処理を行う。画像変換部１０は、画素値を輝度値に変換した値ｇを用いて、以下に示す式４に従って出力輝度値ｇ′を算出する。
【数４】
2010079064.tif 000007
【００５０】
ただし、ａｖｅは平均輝度算出部４から入力された輝度の平均値であるとする。
【００５１】
この出力輝度値ｇ′を画素値に変換し、出力画像に書き込む。これらの処理を全画素に対して行って処理を終了する。
【００５２】
このように本実施の形態によれば、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度である注目輝度と、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度である周辺輝度と、入力画像の輝度の平均値と変換パラメータとに応じて変換された変換注目輝度および変換周辺輝度とから、注目対象となる画素の輝度が変換前の輝度と比べてどの程度が下がったかと観察者が主観的に感じるかを表す輝度主観値を算出し、輝度主観値が最適となるような変換パラメータと輝度の平均値とに従って、入力画像の全画素に対して画素値変換を行う。これにより、注目している対象の輝度はその周囲の輝度に影響を受けるというBartleson  Breneman  effectを利用して、注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度の影響によって、観察者の主観的な輝度が高くなるように各画素の輝度調節を行うことができ、注目対象となっている輝度だけではなく、その周囲の輝度を適切な変化をさせることができるので、センサなどの装置を追加することなく、主観的な輝度の低下を抑制できるために画質劣化を防ぎつつ、物理的な輝度は下げられるために効率良く消費電力を低減することができる。
【００５３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を図８および図９に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。
【００５４】
図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる画像処理部１５０の機能構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施の形態の画像処理部１５０は、前述した第１の実施の形態の画像処理部１０１とは、全階調イテレーションの処理を簡略化した点で異なるものとなっている。
【００５５】
図８に示すように、画像処理部１５０は、注目輝度抽出部１５１と、周辺輝度抽出部１５２と、平均輝度算出部４と、変換輝度値生成部５と、輝度主観値算出部６と、輝度主観値判定部１５３と、画像変換部１５４と、を備えている。
【００５６】
注目輝度抽出部１５１は、入力画像の画素値から注目対象となる画素の輝度（以下、注目輝度）、輝度の分散値を抽出して変換輝度値生成部５に出力する。より詳細には、注目輝度抽出部１５１は、平均輝度算出部４で算出した輝度の平均値を用い、下記に示す式５により、分散値σを算出する。ただし、式５におけるａは画素値、ｇは輝度値、ａｖｅは平均値、ｓｉｚｅは画像の全画素数である。
【数５】
2010079064.tif 000008
【００５７】
注目輝度抽出部１５１は、式５により算出した分散値σを平均値に加算したものを注目輝度値として抽出する。すなわち、
注目輝度値＝ｄ＊平均輝度＋ｅ＊輝度分散      （ｄ，ｅは定数）
となる。これは、比較的明るい部分に注目されやすいという特性を重視して簡略化した構成である。なお、定数ｄは許容される消費電力により決定される。また、注目画素の重みは１なので省略してある。
【００５８】
周辺輝度抽出部１５２は、入力画像の画素値から注目対象となる画素の周囲に相当する画素の輝度（以下、周辺輝度）を抽出して変換輝度値生成部５に出力する。周辺輝度抽出部１５２は、注目輝度抽出部１５１と同様に式５により分散値σを算出し、式５により算出した分散値σを平均値から減算したものを周辺輝度値として抽出する。すなわち、
周辺輝度＝ｄ＊平均輝度−ｅ＊輝度分散      （ｄ，ｅは定数）
となる。これは、比較的明るい部分に注目されやすいという特性を重視して簡略化した構成である。なお、定数ｄは許容される消費電力により決定される。
【００５９】
輝度主観値判定部１５３は、輝度主観値算出部６から与えられた輝度主観値からループ処理判定を行い、変換輝度生成部５に新たな制御信号を出力して処理を繰り返すか、画像変換部１５４に制御信号を出力する。
【００６０】
ここで、図９は輝度主観値判定部１５３における処理の流れを示すフローチャートである。制御信号ｘは主観輝度判定部が内部に保持しており、ｘの初期値はゼロであるとする。図９に示すように、まず、輝度主観値算出部６から与えられた輝度主観値Ｅがあらかじめ設定された輝度主観許容値よりも大きいか否かを評価する（ステップＳ４１）。輝度主観値Ｅが輝度主観許容値よりも大きい場合は（ステップＳ４１のＹｅｓ）、制御信号ｘを画像変換部１５４に出力して処理を終了する（ステップＳ４２）。
【００６１】
一方、輝度主観値Ｅが輝度主観許容値よりも小さい場合は（ステップＳ４１のＮｏ）、制御信号ｘがあらかじめ設定された変換許容値よりも小さいかどうかを評価する（ステップＳ４３）。制御信号ｘが変換許容値よりも大きい場合は（ステップＳ４３のＮｏ）、制御信号ｘを画像変換部１５４に出力して処理を終了する（ステップＳ４２）。制御信号ｘが変換許容値よりも小さい場合は（ステップＳ４３のＹｅｓ）、制御信号ｘにあらかじめ設定された更新幅を加算し、処理を変換輝度生成部５に戻して終了する（ステップＳ４４）。
【００６２】
画像変換部１５４は、輝度主観値判定部１５３から入力された制御信号ｘと、注目輝度抽出部１５１から入力された分散値σとから、変換パラメータrateを算出する。変換パラメータrateの算出は、下記に示す式６によって行う。
【数６】
2010079064.tif 000009
【００６３】
画像変換部１５４は、次に、入力画像の全画素に対して以下の処理を行う。画素値を輝度値に変換した値ｇを用いて式４に従って出力画素値ｇ′を算出する。このｇ′を画素値に変換し、出力画像に書き込む。これらの処理を全画素に対して行って処理を終了する。
【００６４】
ここで画像理装置１０１のハードウェア構成を図１０を用いて説明する。
【００６５】
図１０に示すように、画像処理装置１００１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、操作部１００２、表示部１００３、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１００４、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１００５、信号入力部１００６、記憶部１００７を備え、各部はバス１００８により接続されている。
【００６６】
ＣＰＵ１００１は、ＲＡＭ１００５の所定領域を作業領域として、ＲＯＭ１００４に予め記憶された各種制御プログラムとの協働により各種処理を実行し、画像処理装置１００を構成する各部の動作を統括的に制御する。また、ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００４に予め記憶された所のプログラムとの協働により、図２に示すように、注目輝度抽出部２と、周辺輝度抽出部３と、平均輝度算出部４と、変換輝度値生成部５と、輝度主観値算出部６と、第１ループ処理部７と、第２ループ処理部８と、輝度主観値判定部９と、画像変換部１０との各機能部を実現するものとする。
【００６７】
操作部１００２は、各種入力キー等を備え、ユーザーから操作入力された情報を入力信号として受け付け、その入力信号をＣＰＵ１００１に出力する。
【００６８】
ＲＯＭ１００３は、画像処理装置１００の制御にかかるプログラムや各種設定情報等を書き換え不可能に記憶する。
【００６９】
ＲＡＭ１００４は、ＳＤＲＡＭ等の記憶手段であって、ＣＰＵ１００１の作業エリアとして機能し、バッファ等の役割を果たす。
【００７０】
信号入力部１００５は、画像を電気信号に変換してＣＰＵ１０１に出力するものである。
【００７１】
記憶部１００７は、磁気的又は光学的に記録可能な記憶媒体を有し、入力部１００５を介して取得された映像信号や、図示しない通信部やＩ／Ｆ（インターフェース）等を介して外部から入力される映像信号等のデータを記憶する。
【００７２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】注目輝度抽出部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】周辺輝度抽出部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】平均輝度算出部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】主観評価実験に用いた画像を示す正面図である。
【図７】輝度主観値判定部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかる画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】輝度主観値判定部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態にかかる画像処理部の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
２，１５１      注目輝度抽出部
３，１５２      周辺輝度抽出部
４      平均輝度算出部
５      変換輝度生成部
６      輝度主観値算出部
７      第１ループ処理部
８      第２ループ処理部
９，１５３      輝度主観値判定部
１０，１５４    画像変換部
１００      表示装置
１０１，１５０    画像処理装置
１０２      画像出力部
【図１】
2010079064.tif 000010
【図２】
2010079064.tif 000011
【図３】
2010079064.tif 000012
【図４】
2010079064.tif 000013
【図５】
2010079064.tif 000014
【図７】
2010079064.tif 000015
【図８】
2010079064.tif 000016
【図９】
2010079064.tif 000017
【図１０】
2010079064.tif 000018
【図６】
2010079064.tif 000019